牛偉民　李和英

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，全球定位系統(tǒng)GPS技術(shù)應(yīng)用研究的逐步深入， 它是測(cè)量史上的一次變革，它為我們提供了全天候、高精度、高效率的測(cè)量方法。GPS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)領(lǐng)域中。隨著GPS定位技術(shù)的出現(xiàn)和不斷地發(fā)展完善，測(cè)繪定位技術(shù)發(fā)生了重大的變革，為工程測(cè)量提供了嶄新的技術(shù)手段和方法。

關(guān)鍵詞：GPS；工程測(cè)量；綜合應(yīng)用

1 引言

隨著現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的逐步擴(kuò)大和應(yīng)用，測(cè)繪工程長(zhǎng)期依靠經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、平板儀等傳統(tǒng)工具進(jìn)行工作的時(shí)代即將結(jié)束?，F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的核心技術(shù)是全球地位系統(tǒng)、遙感和地理信息系統(tǒng)?？臻g技術(shù)的飛速發(fā)展，遙感圖像宏觀、逼真、直觀、豐富的信息為工程測(cè)量選線、工程可行性研究、路線工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)和工程初步設(shè)計(jì)提供了有利條件。應(yīng)用遙感技術(shù)，猶如把野外現(xiàn)場(chǎng)搬回室內(nèi)進(jìn)行研究，不僅能提高測(cè)量質(zhì)量，而且能夠加快勘測(cè)設(shè)計(jì)速度，減少勘測(cè)費(fèi)用，節(jié)省設(shè)計(jì)成本?？蛇m用于工程建設(shè)和實(shí)施的各個(gè)階段。同時(shí)現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為信息技術(shù)和空間技術(shù)的綜合集成，成為國(guó)家高新技術(shù)不可缺少的重要組織部分。現(xiàn)代測(cè)量?jī)x器朝著智能化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的方向發(fā)展，傳統(tǒng)的光學(xué)測(cè)量?jī)x器逐漸被棄用。GPS全球定位系統(tǒng)早已應(yīng)用于大面積的控制測(cè)量。本文介紹GPS在工程測(cè)量領(lǐng)域中的應(yīng)用，指出了GPS技術(shù)的一些缺點(diǎn)，并提出幾點(diǎn)建議。

2 GPS的特點(diǎn)

GPS在測(cè)量定位領(lǐng)域已得到了較為廣泛的應(yīng)用。但是，針對(duì)不同的測(cè)量領(lǐng)域和用戶的不同要求，需要采用的具體測(cè)量方法是不一樣的。GPS的用戶部分由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備如計(jì)算機(jī)、氣象儀器等組成，其作用是接收GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，利用信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位等。GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高。目前GPS接收機(jī)已趨小型化和操作簡(jiǎn)單化，觀測(cè)人員只需將天線對(duì)中、整平，量取天線高打開(kāi)電源即可進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，利用數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即求得測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)。而其它觀測(cè)工作如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測(cè)等均由儀器自動(dòng)完成。工程中應(yīng)結(jié)合其特點(diǎn)合理使用。

特點(diǎn)：①定位精度高；②觀測(cè)時(shí)間短；③測(cè)站間無(wú)須通視；④可提供三維坐標(biāo)；⑤操作簡(jiǎn)便； ⑥全天候作業(yè)； ⑦功能多、應(yīng)用廣。

3 GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用

據(jù)資料顯示在三峽二期工程施工中采用GPS定位技術(shù)建立施工控制網(wǎng)，取得很好的效果，可以滿足其相應(yīng)的精度要求；在青藏鐵路的建設(shè)中，從勘測(cè)到施工均采用了GPS定位技術(shù)，都取得了很好的效果。

3.1 在建筑測(cè)量中的應(yīng)用

目前高層建筑的測(cè)量方式主要有線錘鉛直投測(cè)測(cè)、經(jīng)緯儀、激光經(jīng)緯儀，這些方法雖然精度高、施測(cè)方便，但是這些方法要求在任何情況下必須保持通視孔暢通，同時(shí)也無(wú)法消除隨著建筑物高度增加而出現(xiàn)由于溫度、日照、風(fēng)荷載作用引起的施測(cè)困難。

在現(xiàn)階段中，我國(guó)建設(shè)的超高層建筑中有很多工程都是因?yàn)槠渥陨硭幵诘奈恢锰卣鞅容^特殊，施工工藝和施工技術(shù)十分復(fù)雜，其工作量也逐漸在加大，因此，我國(guó)的高層建筑及超高層對(duì)于測(cè)量領(lǐng)域提出了十分嚴(yán)格的要求，常規(guī)的測(cè)量方法以及測(cè)量手段并不能夠?qū)Ω邔咏ㄖこ谭矫娴男枨筮M(jìn)行滿足，但是，伴隨著我國(guó)GPS測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS測(cè)量技術(shù)已經(jīng)在高層建筑施工領(lǐng)域里面得到了十分廣泛的應(yīng)用，與此同時(shí)，GPS測(cè)量技術(shù)也將很多過(guò)去無(wú)法解決的問(wèn)題進(jìn)行很好的處理。

在確定設(shè)計(jì)精度時(shí)，應(yīng)根據(jù)測(cè)區(qū)的具體情況和工程需要，選擇工程或城市GPS網(wǎng)作為測(cè)區(qū)首級(jí)控制網(wǎng)。GPS測(cè)量網(wǎng)圖形靈活，觀測(cè)點(diǎn)之間對(duì)相互的通視性沒(méi)有什么要求，因此，對(duì)測(cè)點(diǎn)的選擇沒(méi)有要求。其次不需要改變施工布置，從而保證施工進(jìn)度。GPS可以全天候?qū)崟r(shí)觀測(cè)，解決了常規(guī)測(cè)量技術(shù)難題。GPS技術(shù)擅長(zhǎng)于動(dòng)態(tài)物體的定位，建筑物擺動(dòng)周期和擺動(dòng)規(guī)律用傳統(tǒng)的方法是無(wú)法解決的，但采用GPS技術(shù)卻很容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)GPS技術(shù)測(cè)量速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度小，不會(huì)產(chǎn)生誤差積累。故在建筑工程的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而且對(duì)于超高層建筑來(lái)說(shuō)，精度等各方面要求更高，由于高聳結(jié)構(gòu)晝夜和季節(jié)性的溫差等對(duì)結(jié)構(gòu)造成的豎向高度變化、側(cè)向撓曲、扭轉(zhuǎn)、擺動(dòng)等已不可忽視。因此GPS就成了建筑測(cè)量最理想的方法。

3.2 在公路工程測(cè)量中的應(yīng)用

公路工程的測(cè)量主要應(yīng)用了GPS的兩大功能：靜態(tài)功能和動(dòng)態(tài)功能。靜態(tài)功能是通過(guò)接收到的衛(wèi)星信息，確定地面某點(diǎn)的三維坐標(biāo)；動(dòng)態(tài)功能是通過(guò)衛(wèi)星系統(tǒng)，把已知的三維坐標(biāo)點(diǎn)位，實(shí)地放樣地面上。

公路路線測(cè)量對(duì)施工精度要求較高，測(cè)設(shè)距離遠(yuǎn)，其平面控制測(cè)量往往采用導(dǎo)線形式。 在公路選線勘察和設(shè)計(jì)過(guò)程中，將會(huì)采用遙感信息的智能化識(shí)別和信息分類(lèi)提取，獲取所需要的工程地質(zhì)信息，直接應(yīng)用于路線方案的設(shè)計(jì)中。三維的影像和地形可以直觀地進(jìn)行工程邊坡設(shè)計(jì)、路線平縱參數(shù)設(shè)計(jì)、計(jì)算工程量。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，用三維的衛(wèi)星圖像和航空正射影像可以模擬飛行，預(yù)覽路線實(shí)地景觀，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)選線、并滲入到公路工程勘測(cè)設(shè)計(jì)及建設(shè)實(shí)施的各個(gè)環(huán)節(jié)中，將大大提高工程建設(shè)的合理性和準(zhǔn)確性。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高等級(jí)公路開(kāi)始向山區(qū)、重丘區(qū)嶺區(qū)拓展。這些地區(qū)人煙稀少，植被茂盛。成片的密林、密灌地區(qū)，水平方向通視困難，有時(shí)實(shí)施常規(guī)測(cè)量方法幾乎不可能。GPS測(cè)量靈活、方便，能大大節(jié)省人力、物力、減少野外砍伐工作量，減少一些不必要的過(guò)渡點(diǎn)；具有極高的精度。另外GPS測(cè)量作航測(cè)控制，不僅具有高精度，而且具有極大的靈活性。它改變了逐步控制的測(cè)量模式，其效率較常規(guī)方法提高5倍以上。既保證了測(cè)設(shè)工作的質(zhì)量，又大大減少了作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了測(cè)設(shè)周期。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述， 隨著數(shù)據(jù)傳輸能力的增強(qiáng)，數(shù)據(jù)的穩(wěn)健性，抗干擾性水平和軟件水平的提高，傳輸距離的增加。 在我們從事的多個(gè)領(lǐng)域測(cè)量中，均涉及到了GPS定位技術(shù)，也感受到其無(wú)窮的優(yōu)點(diǎn)。GPS技術(shù)己經(jīng)在測(cè)量和工程界產(chǎn)生了重大變革，帶來(lái)了空前的高效率，其具有其他測(cè)量工具無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，從根本上提高測(cè)量的質(zhì)量和作業(yè)效率。在測(cè)量領(lǐng)域，隨著現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，體積小、重量輕便于攜帶的GPS定位裝置和高精度的技術(shù)指標(biāo)為工程測(cè)量帶來(lái)了極大的方便。由于GPS系統(tǒng)具有精度高、速度快、費(fèi)用省、操作簡(jiǎn)便，現(xiàn)今建立大地及工程控制網(wǎng)基本上是采取GPS定位技術(shù)，取代了常規(guī)手段。從GPS測(cè)量中，GPS技術(shù)所具有的全天候、高精度和自動(dòng)測(cè)量的特點(diǎn)，作為先進(jìn)的測(cè)量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。因此， GPS技術(shù)在以后的工程領(lǐng)域具有很大的發(fā)展前景。

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